Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
LỜI NÓI ĐẦU
Trong động cơ xăng nhiên liệu được đốt cháy cưỡng bức nên hệ thống đánh
lửa là bộ phận không thể thiếu để duy trì hoạt động cũng như tính ổn định trong quá
trình làm việc.
Sau khi học xong môn Trang Bị Điện và Điện Tử Động Lực. Chúng em
được giao đồ án môn học ‘‘Trang bị điện tử động lực’’ nhằm củng cố kiến thức đã
học và hiểu hơn các Hệ thống đánh lửa thường sử dụng trong các động cơ hiện nay.
Trong quá trình làm đồ án, em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy TS. Lê Văn
Tụy để em hoàn thành đồ án Trang Bị Điện và Điện Tử Động Lực này.
Cuộc sống càng ngày càng hiện đại hơn, đầy dủ hơn nên yêu cầu về HTĐL
ngày càng nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng, hiệu suất cao…đảm bảo đánh lửa đúng
với mọi trường hợp hoạt động của động cơ. Chính vì vậy sự phát triển của HTĐL
cũng rất nhanh để phù hợp với mọi yêu cầu của cuộc sống. Nên càng ngày càng có
nhiều HTĐL khác nhau, nhưng chúng vẫn dựa trên cơ sở chung để tạo ra được tia
lửa điện.
Trong quá trình làm đồ án do thời gian hạn hẹp và kiến thức còn nhiều hạn
chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót mong nhận được những lời đóng góp của
quý thầy cô và bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 30/11/2013
Sinh Viên
Trần Hữu Cưỡng
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 1
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
1.Tổng quan về hệ thống đánh lửa
1.1. Công dụng:
Hệ thống đánh lửa(HTDL) trên ôtô có nhiệm vụ biến dòng một chiều thấp
áp(12V, 24V) hoặc dòng điện xoay chiều thấp áp(trong HTĐL Manheto hay vô lăng
Manheto) thành xung điện cao áp (12 kV ÷ 24 kV) và tạo ra tia lửa điện phóng
qua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp cháy (khí – xăng) trong xylanh ở thời điểm thích

hợp và tương ứng với thứ tự làm việc của xilanh, chế độ làm việc của động cơ.
1.2. Yêu cầu
Do đòi hỏi hệ thống đánh lửa phải bảo đảm được các yêu cầu chính sau:
- Phải đảm bảo tạo ra điện áp đủ lớn (12kV ÷ 24kV) để tạo ra tia lửa điện
phóng qua khe hở giữa các điện cực bugi.
- Tia lửa phải có năng lượng và thời gian tồn tại đủ lớn để đốt cháy hỗn hợp
làm việc trong mọi điều kiện làm việc của động cơ.
- HTĐL phải có khả năng tự động điều chỉnh góc đánh lửa sớm để thời điểm
đánh lửa tương ứng với góc đánh lửa sớm hợp lý nhất ở mọi chế độ làm việc của
động cơ.
- Độ tin cậy của hệ thống đánh lửa phải tương ứng với độ tin cậy làm việc
của động cơ.
- Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải đảm bảo làm việc tốt trong môi
trường nhiệt độ cao và rung xóc lớn.
- Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ…
1.3. Phân loại
1.3.1. Theo đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc
HTĐL chia ra làm các loại sau:
1.3.1.1. HTĐL kiểu cơ khí (loại thường): Được sử dụng trên hầu hết các loại ô tô
trước đây.
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 2
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
1
2
3
4
5
C1
W
1

W
2
R
Hình 1.1.Sơ đồ hệ thống đánh lửa kiểu cơ khí
1- Trục cam; 2- Cần tiếp điểm; 3- Boobin đánh lửa;
4- Bộ chia điện; 5- Buji
a.Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Trên hình vẽ 1.1 vẽ sơ đồ hệ thống đánh lửa thường. Những thiết bị chủ yếu
của hệ thống đánh lửa này là biến áp đánh lửa 3 được cung cấp từ nguồn một chiều
( ắcquy hoặc máy phát), bộ chia điện 4 và các bugi đánh lửa 5.
Biến áp đánh lửa có hai cuôn dây: cuộn sơ cấp W1 có khoàng 250…400
vòng, cuộn thứ cấp W2 có khoảng 19000 26000 vòng. Cam 1 của bộ chia điện dẫn
động quay từ trục phân phối, làm nhiệm vụ đóng mở tiếp điểm KK’, tức là ngắt nối
mạch sơ cấp của biến áp đánh lửa.
*Khi KK’ đóng: trong mạch sơ cấp xuất hiện dòng điện sơ cấp i1. Dòng này
tạo nên một từ thông khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa.
*Khi KK’ mở: mạch sơ cấp bị ngắt, dòng i1 và từ trường do nó tạo nên mất
đi. Do đó trong cả hai cuộn dây sẽ xuất hiện các SĐĐ tự cảm, tỷ lệ thuận với tốc độ
biến thiên từ thông. Bởi vì cuộn W2 có số vòng dây lớn nên SĐĐ cảm ứng sinh ra
trong nó cũng lớn, đạt giá trị khoảng 12000….24000V. Điện áp cao này truyền từ
cuộn thứ cấp qua roto của bộ chia điện 4 và các dây dẫn cao áp đến các bugi đánh
lửa 5 theo thứ tự nổ của động cơ. Khi thế hiệu thứ cấp đạt giá trị Uđl thì sẽ xuất
hiện tia lửa phóng điện qua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp làm việc trong xi lanh.
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 3
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
Vào thời điểm tiếp điểm mở, trong cuộn W1 cũng xuất hiện một SĐĐ tự cảm
khoảng 200…300V. Nếu như không có tụ điện C mắc song song với tiếp điểm KK’
thì SĐĐ này sẽ gây ra tia lửa mạnh phóng qua tiếp điểm, làm cháy rỗ các má vít,
đồng thời làm cho dòng sơ cấp và từ trường của nó mất đi chậm hơn và vì thế thế
hiệu thứ cấp cũng sẽ không lớn.

Khi có tụ C1 dòng sơ cấp và SĐĐ tự cảm sẽ dập tắt nhanh chóng, không gây
ra tia lửa ở tiếp điểm và U2 tăng lên.
b. Cấu tạo một số thiết bị đánh lửa thường
* Biến áp đánh lửa.
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 4
Hình 1.2. Cấu tạo của bôbin
1. Đầu thấp áp 7. Võ
2. Mạch từ ngoài 8. Điện trở phụ 13.Đầu cao áp BK
3. Cuộn thứ cấp 9. Hộp cách điện 14.Kẹp lắp đặt
4. Cuộn sơ cấp 10. Đầu thấp áp
5. Sứ cách điện 11. Nắp cao áp
6. Lõi Thép 12. Đầu cao áp

Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
Biến áp đánh lửa là loại biến áp cao thế đặc biệt, dùng để biến những xung
điện thế hiệu thấp (6,12 hay 24V) thành các xung điện cao thế (12000… 24000V)
phục vụ cho vấn đề đánh lửa trong động cơ.
Bôbin thường được làm kín, không tháo lắp chi tiết bên trong để sữa chữa.
Lõi bôbin được làm bằng lá thép kĩ thuật điện, có chiều dày 0,35 (mm) được sơn
cách điện với nhau. Trên lõi thép được cuốn hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Cuộn
dây sơ cấp được cuốn khoảng 250 - 400(vòng), tiết diện dây khoảng 0,7- 0,8(mm)
và được cuốn phía ngoài để thoát nhiệt. Còn cuộn thứ cấp được cuốn bên trong, số
vòng dây 19000 - 26000(vòng), tiết diện 0,07 - 0,1(mm). Trong một số bôbin cả lõi
và các cuộn dây đều được ngâm trong dầu biến thế, mục đích để làm mát nhanh
cho bôbin.
Khi khoá điện đóng và cặp tiếp điểm của bộ chia điện đóng (mạch sơ cấp
khép kín). Dòng điện chạy trong cuộn sơ cấp, lõi thép trở thành nam châm điện ,
sinh ra từ trường ở cuộn dây sơ cấp và từ trường này móc vòng qua cuộn thứ cấp.
Nếu dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột và từ trường do nó sinh ra cũng bị mất đột ngột.
Từ một trị số nhất định từ trường này giảm nhanh về không là quá trình biến đổi từ

trường. Nên theo định luật cảm ứng điện từ ở cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện một sức
điện động có trị số cao tỷ lệ với số vòng dây tương ứng khoảng 18-25(KV). Đồng
thời cũng làm xuất hiện sức điện động tự cảm ở cuộn sơ cấp có trị số khoảng 180 -
200(V).
* Bộ chia điện (delcô)
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 5
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
- Công dụng :
Đóng cắt dòng điện sơ cấp để tạo xung cao áp, đồng thời phân phối điện áp
cao tới các bugi theo thiết bị đánh lửa của động cơ theo đúng thời điểm quy định .
- Cấu tạo :
Bộ chia điện (đelcô) gồm 3 bộ phận chính : Bộ phận tạo xung , bộ phận chia
điện cao áp và bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm

+ Bộ phận tạo xung gồm cam và cặp tiếp điểm, cam chia điện được chế tạo riêng
lắp chặt với trục của bộ chia điện, số vấu cam đúng bằng số xi lanh của động cơ. Bộ
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 6
Hình 1.3. Cấu tạo bộ phận chia điện
1. Trục 7. Ổ trục 13.Điên trở 19.Cam
2. Khớp nối 8. Mâm cố định. 14.Nắp 20.Bộ điều chỉnh
3. Bulong 9. Mâm di động 15.Đầu trục ra
4. ống lót đồng 10. Vòng kẹp 16.Lò xo
5. Trục tiếp điểm cố định. 11. Vòng làm sạch 17.Điện trở than
6. Bộ điều chỉnh ly tâm 12. Roto 18.Điện cưc bên
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
chia điện được dẫn động từ trục cam thông qua ăn khớp bánh răng của trục cam và
trục bộ chia điện .
+ Cặp tiếp điểm được bố trí cố định trên một đĩa trong bộ chia điện làm nhiệm vụ
đóng và ngắt dòng sơ cấp. Các tiếp điểm hoạt động nhờ cam khi cam quay theo
chiều làm việc cho đến khi phần vấu cam tác động vào tiếp điểm động và làm tiếp

điểm mở ra. Tiếp điểm mở hoàn toàn khi đỉnh của vấu cam tác động vào vấu tỳ của
cần tiếp điểm động. Qúa trình lặp đi lặp lại cho các vấu cam tiếp theo.
+ Bộ phận chia điện cao áp gồm có : Con quay chia điện , Nắp bộ chia điện, than
tiếp điện và lò xo đàn hồi
Con quay chia điện được lắp cách điện với trục và cố định trên trục. Thỏi
than tiếp điện được lắp cùng lò xo để đảm bảo tiếp xúc tốt giữa rôto (con quay) với
dây cao áp trung tâm . Nắp bộ chia điện được làm bằng vật liệu cách điện cao, trên
nắp bố trí các cặp đấu dây cao áp, số cọc bằng số xi lanh của động cơ. Một vấn đề
được đặt ra là: số vấu cam cố định, cặp tiếp điểm đóng mở phụ thuộc vào tốc độ của
bộ chia điện, hay nói cách khác khi số vòng quay của động cơ tăng, thời gian đóng
mở tiếp điểm giảm đi, thời gian thực hiện một chu trình đóng mở cũng rất ngắn, kéo
theo thời gian để thực hiện một quá trình cũng được rút ngắn vì vậy đòi hỏi thời
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 7
Hình 1.4. Cam chia điện tác động vào cặp tiếp điểm
1.Vấu cam 3.Cần tiếp điểm động
2.Chốt 4.Cặp tiếp điểm
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
gian đánh lửa của bugi cũng phải sớm lên so với số vòng quay. Điều đó có nghĩa là
tiếp điểm phải được mở sớm hơn .
Có hai cách để làm tiếp điểm mở sớm là:
+Bố trí xoay cả cặp tiếp điểm ngược chiều trục cam .
+Xoay cam bộ chia điện đi một góc cùng chiều với chiều quay của bộ chia diện .
Khi động cơ chạy ở chế độ cầm chừng, sự đánh lửa xảy ra ngay trước khi piston lên
đến ĐCT ở cuối kỳ nén. Ở các tốc độ cao hơn, sự đánh lửa phải xảy ra sớm hơn,
nếu không piston sẽ vượt qua ĐCT và đi xuống ở kỳ cháy trước khi áp suất cháy đạt
đến giá trị cực đại. Piston đi xuống trước sự tăng áp suất sẽ dẫn đến kỳ cháy không
chuẩn (làm sai lệch quá trình cháy). Dẫn đến áp lực sinh ra tác dụng vào đỉnh piston
không đúng thời điểm, do đó gây lãng phí nhiều năng lượng trong quá trình sinh
công. Nhiều bộ chia điện (bộ phân phối) sử dụng hai bộ điều chỉnh đánh lửa sớm :
bằng chân không và bằng li tâm .Cơ cấu đánh lửa sớm bằng chân không điều chỉnh

góc đánh lửa sớm dựa vào tải của động cơ . Cơ cấu đánh lửa sớm bằng li tâm điều
chỉnh góc đánh lửa sớm nhờ lực quán tính của quả văng li tâm làm xoay trục bộ
chia điện đi một góc khi số vòng quay của động cơ tăng.
- Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm kiểu chân không: Loại hộp màng đơn và hộp màng
kép .
+

Hộp màng đơn: Gồm hộp màng, nhờ có màng cao su chia hộp thành hai màng
riêng biệt:
• Buồng thông với khí trời .
• Buồng nối thông với phía sau bướm ga hoặc phía trước bướm ga hoặc là
một buồng nối với phía trước, một buồng nối phía sau lò xo hồi vị luôn có xu
hướng đẩy màng về vị trí cân bằng. Cần kéo (3) một đầu được cố định với mâm di
động nhờ đầu kia nối với màng.


Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 8
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
Nguyên lý hoạt động:
Khi động cơ chưa làm việc, áp suất ở hai buồng như nhau, lò xo đẩy màng và cần
đẩy vào giữ cho mâm trên ở một vị trí cố định ứng với góc đánh lửa sớm ban đầu.
Khi động cơ bắt đầu làm việc bướm ga còn đóng kín hoặc hé mở nhỏ. Độ chân
không ở phía sau bướm ga lớn thắng được sức căng lò xo hút màng đi ra, kéo theo
cần và mâm trên quay ngược chiều với chiều quay của trục bộ chia điện, làm góc
đánh lửa sớm tăng lên.
Khi bướm ga mở lớn dần, độ chân không phía sau bướm ga giảm dần, áp suất ở hai
buồng không còn chênh lệch nhiều, không thắng được sức căng của lò xo, lò xo
căng ra đẩy màng và cần đi vào làm cho mâm chia điện quay cùng chiều với chiều
quay của trục bộ chia điện làm giảm góc đánh lửa sớm.
* Buji.

» Công dụng:
Là nơi tạo tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp.
» Điều kiện làm việc:
Bugi làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt:
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 9
Hình 1.5: Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm kiểu chân không với hộp màng đơn (a) và
hộp màng kép (b).
1. Mâm di động ; 2. Cần kéo ; 3. Màng cao su ; 4. Lò xo hồi vị của màng
đơn;5. Vỏ hộp chân không ; 6. Đầu ống chân không nối phía sau bướm ga ; 7. Lò
xo hồi vị màng nối phía trước bướm ga; 8. Cữ chặn ; 9. Đầu ống chân không nối
phía trước bướm ga.
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
- Chịu tải trọng cơ khí, sự rung sóc của động cơ, áp suất nén và cháy của hỗn hợp
nhiên liệu khá cao 50 - 60 (KG/cm2).
- Chịu tải trọng nhiệt do quá trình cháy, do tia lửa điện hồ quang (1800 - 20000C).
Trong khi đó ở quá trình nạp chỉ là 50  800C, nói cách khác tải trọng nhiệt thay
đổi.
- Ngoài ra buji còn làm việc với điện áp cao, phần chấu của buji tiếp xúc trực tiếp
với khí thải, chịu ăn mòn hoá học.
» Cấu tạo:
Buji gồm ba phần: - Điện cực trung tâm (cực dương).
- Thân.
- Điện cực âm (cực mát).
Đối với loại buji liền là loại không thể tháo rời. Phần sứ cách điện AL2O3 bao kín
điện cực dương dọc chiều dài , một đầu điện cực dưới đầu kia nối với cao áp buji.
Phần thân được làm bằng kim loại, trên thân gia công đai ốc để tháo lắp, ngoài ra
còn chế tạo mặt côn để làm kín buji với nắp máy. Đồng thời còn được gia công ren
để bắt vào nắp máy, một số bugi phần ren được bôi lớp hợp chất chống bị kẹt tạo
điều kiện tháo lắp dễ dàng với nắp máy bằng nhôm.
Điện cực của buji được làm bằng hợp kim Nikel và Crom để chống ăn mòn. Các

buji kiểu này đánh lửa sai ít hơn và có khoảng nhiệt lớn hơn các bugi khác. Một số
bugi cực dương có dây mỏng Platin, một số được làm bằng lõi đồng. Thông thường
các bugi có bộ triệt hoặc điện trở bao quanh cực dương để giảm tĩnh điện hoặc
chống nhiễu sóng radio do hệ thống đánh lửa gây ra. Cực mát được gắn với phần
thân và được uốn cong vào phía trong để tạo khe hở thích hợp, có thể điều chỉnh
được, khe hở tiêu chuẩn 1 – 1.1(mm)
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 10
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
Nếu khe hở của buji lớn, tia lửa sinh ra sẽ dài và nếu tiếp xúc tốt sẽ có khả năng
đánh lửa tốt nhưng điện áp phải lớn. Do vậy khó đáp ứng được với hệ thống
đánh lửa thường. Ngược lại khe hở bugi nhỏ, tia tạo muội than dễ nối cầu và
bị di điện. Trong quá trình làm việc chấu buji phải có nhiệt độ ổn định,
không quá nóng hoặc quá lạnh, tiêu chuẩn từ 500 - 900(0C). Nếu nhiệt độ
quá lớn sẽ gây hiện tượng cháy sớm và các cực buji dễ bị cháy và nhanh
mòn. Nếu quá nhỏ điện cực sẽ bị dầu bôi trơn bám vào tạo muội than gây ra
hiện tượng kích nổ. Khoảng nhiệt được xác định sơ bộ bằng chiều dài của
lớp cách điện phía dưới. Lớp sứ cách điện dài, khoảng nhiệt lớn, bugi nóng
ngựơc lại ta có buji lạnh.
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 11
Hình 1.6: Kết cấu buji
1- Đầu cực. 2- Điện cực trung tâm. 3- Các gân vỏ.
4-Sứ cách điện. 5-Điện trở. 6- Đai ốc. 7- Vỏ. 8- Gờ tựa.
9- Điện cực dương. 10- Điện cực âm.
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
1.3.1.1. HTĐL Manhêtô
a. Đặc điểm cấu tạo:
Về cấu tạo, bất kỳ Manhêtô nào cũng có thể chia ra hai phần chínhlà: hệ thống
mạch từ và mạch điện.
* Hệ thống mạch từ: của Manhêtô thực chất là mạch từ của một máy phát và một
biến thế kết hợp lại:

Để phát ra điện, tạo ra được dòng sơ cấp, hệ thống từ của Manhêtô có: nam
châm vĩnh cửu, khung từ (lõi thép) trên có quấn cuộn dây sơ cấp W
1
;
Để nhận được điện áp cao, trên lõi thép của Manhêtô còn được quấn cuộn
dây thứ cấp W
2
để kết hợp với W
1
thành một biến thế cao áp.
Theo cấu tạo, hệ thống từ của Manhêtô có thể chia ra một số loại sau:
- Phần ứng (cuộn dây) quay (hình 1.2a); - Lõi đảo cực từ quay (hình 1.3b);
- Nam châm quay (hình 1.4c, d).
* Mạch điện: của Manhêtô có nhiệm vụ biến SĐĐ cảm ứng xoay chiều thế hiệu
thấp, xuất hiện trong cuộn dây sơ cấp W
1
thành các xung điện cao thế và phân phối
nó đến các bugi theo trình tự cần thiết.
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 12
Hình 1.7 Hệ thống mạch từ của
Manhêtô.
Hình 1.8. Sơ đồ mạch điện của Manhêtô.
1-Lõi thép; 2- Cuộn sơ cấp; 3- Cuộn thứ cấp; 4- Má cực;
5- Kim đánh lửa phụ; 6- Điện cực bộ chia điện; 7- Rôto; 8, 9- Bánh răng
10- Bugi; 11- Rôto nam châm; 12- Cam; 13- Tiếp điểm tĩnh;
14- Tiếp điểm động; 15- Công tắc điện; 16- Cam.
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
» Nguyên lý làm việc:
Nguyên lý tạo nên điện cao thế tương tự như ở HTĐL thường dùng ắc quy,
chỉ khác là dòng điện trong cuộn dây sơ cấp sinh ra là do SĐĐ cảm ứng xuất hiện

trong cuộn dây khi nam châm quay tương tự như ở máy phát xoay chiều kích thích
bằng nam châm vĩnh cửu (chứ không phải được cung cấp từ ắc quy hoặc máy phát).
Các quá trình vật lý (điện từ) xảy ra trong Manhêtô cũng tương tự như trong HTĐL
thường
Manhêtô là hệ thống dánh lửa cao áp độc lập, có công suất không lớn mà
nguồn điện, biến thế cao áp và bộ chia điện được bố trí gọn trong một kết cấu.
HTĐL Manhêtô có độ tin cậy cao và làm việc độc lập không phụ thuộc vào
ắc quy và máy phát. nên được dùng nhiều trên xe cao tốc và một số máy công trình
trên vùng núi…
1.3.1.3. HTĐL bán dẫn có tiếp điểm
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 13
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
» Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau:
- Khi KK' đóng: cực gốc B của transitor được nối với cực âm của nguồn nên
U
EB
> 0 làm xuất hiện dòng I
B
và transitor 6 mở cho dòng I
1
đi qua.
- Khi KK' mở: dòng I
B
bị ngắt nên transitor đóng và ngắt đột ngột dòng I
1
.
Do đó trong các cuộn dây của biến áp đánh lửa xuất hiện các suất điện động tự cảm.
Trong hệ thống đánh lửa thường E1 = 200 400V hoặc lớn hơn. Bởi vậy không thể
lấy biến áp đánh lửa tiêu chuẩn (dùng cho hệ thống đánh lửa thường) sang dùng cho
hệ thống đánh lửa bán dẫn, vì transitor không chịu được điện áp cao như vậy mà

phải dùng biến áp riêng có K
ba
lớn hơn để giảm E
1
xuống nhỏ hơn 100V.
Nếu E
1
đòi hỏi phải lớn hơn 100V để đảm bảo nhận được U
2
cao, thì có thể
mắc nối tiếp các transitor hoặc áp dụng các biện pháp bảo vệ. Nếu vẫn dùng biến áp
đánh lửa tiêu chuẩn thì hệ thống đánh lửa bán dẫn sẽ không phát huy được ưu điểm
gì trừ vấn đề tăng tuổi thọ cho tiếp điểm.
1.3.1.3. HTĐL bán dẫn không có tiếp điểm
Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm, thời điểm đánh lửa được
điều khiển bằng bộ cảm biến đặc biệt có liên hệ cơ khí với trục khuỷu động cơ.
» Các bộ cảm biến có thể chia ra hai loại:
- Cảm biến thông số: Tín hiệu được tạo thành bằng cách thay đổi các thông
số của mạch điện như: điện trở, điện cảm, hỗ cảm, điện dung,
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 14
Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm.
1-Bộ ắc quy; 2- Tiếp điểm (cặp má vít); 3- Biếp áp đánh lửa;
4- Điện trở phụ; 5- Khoá điện; 6- Transitor.
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
- Cảm biến phát điện: Tín hiệu là giá trị suất điện động do bộ cảm biến tạo
ra.
Một yêu cầu quan trọng đối với các bộ cảm biến không tiếp điểm là phải
đảm bảo độ tin cậy làm việc ở số vòng quay thấp của trục khuỷu.
» Cấu tạo của hệ thống gồm:
- Bộ ắc quy 1; Bộ cảm biến (phát lệnh) 2 lắp trong bộ chia điện; Biến áp

đánh lửa 3; Bộ cắt nối bán dẫn I và hộp điện trở phụ II; Bộ chia điện (không thể
hiện trên hình vẽ); Transitor T3: đóng tích cực nhờ nửa kỳ điện áp dương của bộ
phát lệnh; Transitor T2 đóng tích cực nhờ Đ2 và R1 (mạch hồi tiếp); Transitor T1
đóng tích cực nhờ biến áp xung.
Để đảm bảo chất lượng đánh lửa khi khởi động (lúc độ dốc của tín hiệu không đủ
lớn) , trong sơ đồ có mạch liên hệ ngược (hồi tiếp) qua R3 và C2 từ cực góp K của
T1 đến cực gốc của T3.
» Nguyên lý làm việc:
- Lúc đầu khi khoá điện K
đ
đóng: bộ phát lệnh chưa quay, cực gốc B của T
3
nối với cực (+) của nguồn qua R
4
và cuộn dây của bộ PL, nên T
3
đóng, điện trở của
T
3
(R
T3
) lúc này rất lớn nên cực gốc B của T
2
được nối với cực (-0 qua R
5
, làm T
2
mở. Do T
2
mở nên có dòng qua biến áp xung từ (+) đến Đ

2
đến W
2
' đến W1' đếnEC
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 15
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
(T
2
) đếnR
f1
đến R
f2
đến (-). Dòng qua biến áp xung tạo điện áp điều khiển tại cực gốc
B của T1 làm T
1
mở và cho dòng đi qua cuộn sơ cấp W
1
của biến áp đánh lửa.
- Khi bộ PL quay, ở nửa chu kỳ (-) của điện áp do nó phát ra thì cực gốc B
của T
3
có điện áp (-) nên T
3
mở. T
3
mở thì R
T3
giảm nhỏ nên cực gốc B của T
2
coi

như được nối với cực (+) nên T
2
đóng. T
2
đóng làm T
1
đóng theo, cắt đột ngột dòng
sơ cấp I
1
tạo nên một suất điện độgn tự cảm E
2
rất lớn truyền qua bộ chia điện đến
các bugi để tạo tia lửa điện.
- Khi khởi động hoặc khi số vòng quay thấp, xung tín hiệu còn yếu thì khi T1
mở nên tụ C
2
được nạp, làm cho thế cực gốc B của T
3
âm nên T
3
mở. T
3
mở làm T
2
và T
1
đóng nên cắt dòng I
1
để tạo tia lửa điện ở bugi. Sau đó T
1

và T
2
lại mở, tụ lại
được nạp làm T
3
mở còn T
1
và T
2
đóng. Quá trình cứ lặp lại theo một chu kỳ nhất
định, tạo nên hàng loạt tia lửa điện ở bugi hỗ trợ cho khởi động động cơ.
» Ưu nhược điểm của hệ thống đánh lửa bán dẫn so với hệ thống đánh
lửa thường:
• Ưu điểm:
- Có thể đồng hoá hệ thống đánh lửa chung cho các loại động cơ ôtô khác
nhau.
- Điện thế thứ cấp U
2
= 25÷50kV ở mọi chế độ làm việc của động cơ.
- Nếu là loại tiếp điểm điều khiển thì dòng điện qua tiếp điểm điều khiển khi
ngắt mạch không quá 1A, do đó tiếp điểm làm việc được bảo đảm, còn dòng điện sơ
cấp I
1
ngắt có thể đạt đến 7÷ 25 A và hơn nữa.
- Với hệ thống đánh lửa bán dẫn động cơ tăng tốc rất nhanh và điều hoà,
không có sự ngắt quãng trong làm việc.
- Khả năng tăng tốc của ôtô tăng lên 10÷30% so với khi ôtô sử dụng hệ thống
đánh lửa thường.
- Nhiên liệu được đốt cháy hết ở cả số vòng quay thấp và số vòng quay cao,
do đó tiết kiệm nhiên liệu được 10%.

- Ít phải chăm sóc bảo dưỡng.
• Nhược điểm:
- Giá thành còn khá cao vì sử dụng nhiều linh kiện bán dẫn.
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 16
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
- Đôi khi sơ đồ phức tạp và suất tiêu hao năng lượng riêng cho hệ thống
đánh lửa lớn (khoảng gấp đôi hệ thống đánh lửa thường).
Tuy còn những nhược điểm như vậy nhưng hệ thống đánh lửa bán dẫn vẫn
được ưa chuộng và ngày càng được phát triển rộng rãi, đặc biệt trong các loại xe đời
mới hiện nay.
1.3.2. Theo cảm biến đánh lửa: (HTĐL bán dẫn không tiếp điểm)
a. HTĐL sử dụng cảm biến điện từ: Có hai loại:
- Loại nam châm đứng yên:
Hình 1.11. Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên
Cảm biến được đặt trong delco bao gồm một rotor có số răng cảm biến tương
ứng với số xy lanh động cơ, một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt từ cạnh một thanh
nam châm vĩnh cữu. Cuộn dây và lõi sắt được đặt đối diện với các răng cảm biến
rotor và được cố định trên vỏ delco. Khi rotor quay, các răng cảm biến sẽ lần lượt
tiến lại gần và lùi ra xa cuộn dây. Khi rotor ở vị trí như hình 2a, điện áp trên cuộn
dây cảm biến bằng 0. Khi răng cảm biến của rotor tiến lại gần cực từ của lõi thép,
khe hở giữa rotor và lõi thép giảm dần và từ trường mạnh dần lên. Sự biến thiên của
từ thông xuyên qua cuộn dây
Khi răng cảm biến của rotor đối diện với lõi thép, độ biến thiên của từ trường
bằng 0 và sức điện động trong cuộn cảm biến nhanh chóng giảm về 0 (hình 2c).
Khi rotor đi xa ra lõi thép, từ thông qua lõi thép giảm dần và sức điện động xuất
hiện trong cuộn dây cảm biến có chiều ngược lại (hình 2d). Hiệu điện thế sinh ra ở
hai đầu dây cuộn cảm biến phụ thuộc vào tốc độ của động cơ.
Sự tạo từ trường của cuộn nam châm đứng yên
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 17
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực

H.ình 1.12. Vị trí tương đối của rotor với cuộn nhận tín hiệu
Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên có ưu điểm là rất bền, xung tín
hiệu có dạng nhọn nên ít ảnh hưởng đến sự sai lệch về thời điểm đánh lửa. Tuy
nhiên, xung điện áp ra ở chế độ khởi động nhỏ, vì vậy ở đầu vào của Igniter phải sử
dụng transistor có độ nhạy cao và phải chống nhiễu cho dây tín hiệu.
Cảm biến điện từ loại nam châm quay:
Hình 1.13. Cảm biến điện từ loại nam chân quay cho loại động cơ 8 xylanh
1-Rôto nam châm ; 2-Lõi thép từ; 3- Cuộn dây cảm biến
Nam châm được gắn trên rotor, còn cuộn dây cảm biến được quấn quanh một
lõi thép và cố định trên vỏ delco. Khi nam châm quay, từ trường xuyên qua cuộn
dây biến thiên tạo nên một sức điện động sinh ra trong cuộn dây. Do từ trường qua
cuộn dây đổi dấu nên sức điện động sinh ra trong cuộn dây lớn.
Hệ thống đánh lửa bán dẫn dùng cảm biến từ điện loại nam châm đứng yên
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 18
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
Hình 1.14. Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng điện từ (HONDA)
Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến điện từ được sử dụng phổ biến
trên các loại xe ôtô vì nó có cấu tạo khá đơn giản, dễ chế tạo và ít hư hỏng.
Sơ đồ mạch điện loại này được trình bày trên hình 4
Khi cuộn dây cảm biến không có tín hiệu điện áp hoặc điện áp âm, transistor
T1 ngắt nên T2 ngắt, T3 dẫn cho dòng qua cuộn sơ cấp về mass.
Khi răng của rotor cảm biến tiến lại gần cuộn dây cảm biến, trên cuộn dây sẽ
xuất hiện một sức điện động xoay chiều, nửa bán kỳ dương cùng với điện áp rơi
trên điện trở R2 sẽ kích cho transistor T1 dẫn, T2 dẫn theo và T3 sẽ ngắt. Dòng qua
cuộn sơ cấp ở bobine bị ngắt đột ngột tạo nên một sức điện động cảm ứng lên cuộn
thứ cấp một điện áp cao và được đưa đến bộ chia điện.
b. HTĐL sử dụng cảm biến quang
- Cảm biến quang gồm hai loại, chúng chỉ khác nhau ở phần tử cảm biến
quang.
Loại sử dụng một cặp Led-Photo Transistor

Loại sử dụng một cặp Led-Photo diode.
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 19
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
Phần tử cảm quang (Led-Lighting Emision Diode) và phần tử cảm quang (Photo
Transistor hoặc photo diode) được đặt trong bộ chia điện. Đĩa của cảm biến được
gắn trên trục bộ chia điện, số rãnh tương ứng với xilanh của động cơ.
Hoạt động của cảm biến quang như sau:
Khi có ánh sáng chiếu vào giữa hai phần tử này thì nó sẽ trở nên dẫn điện và
ngược lại khi không có ánh sáng đi qua nó sẽ không dẫn điện. Độ dẫn điện của nó
phụ thuộc vào cường độ ánh sáng và hiệu điện thế giữa hai đầu cực của phần tử cảm
quang.
Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng làm phần
tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo ra các xung vuông để dùng làm tín hiệu đánh lửa .
Hình 2.16 là sơ đồ đánh lửa bán dẫn được điều khiển bằng cảm biến quang
của hãng Motorola. Cảm biến quang được đặt trong bộ chia điện, gửi tín hiệu đánh
lửa về cho bộ điều khiển đánh lửa. Nguyên lí hoạt động của sơ đồ hệ thống đánh lửa
này như sau:
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 20
1
2
1
3
5
4
Hình 1.15. Cảm biến quang
1-LED; 2-Photo Transisto; 3-Photo Diode; 4- Mâm quay; 5-Khe chiếu sáng
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
Khi đĩa cảm biến quay đến vị trí đĩa chắn ánh sáng từ LED D
1
sang photo

Transistor T
1
làm T
1
bị ngắt, làm cho các Transistor T
2
, T
3
, T
4
ngắt theo, còn T
5
dẫn
cho dòng điện qua cuộn sơ cấp sau đó đến vị trí masse. Khi đĩa cảm biến cho dòng
ánh sáng đi qua T
1
sẽ ở trạng thái dẫn, đồng thời T
2
, T
3
, T
4
cũng dẫn theo, T
5
lúc này
ở trạng thái đóng, làm cho dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột. Do dòng sơ cấp bị ngắt đột
ngột nên trên cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế có giá trị 25÷35Kv, hiệu
điện thế này qua bộ chia điện để đến các bugi sinh ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn
hợp khí -nhiên liệu theo đúng thứ làm việc của các xilanh.
c. HTĐL sử dụng cảm biến Hall:

Cảm biến này làm việc theo nguyên lí hiệu ứng Hall như sau:
Nếu đặt một tấm bán dẫn vào trong từ trường B
0
( tác dụng theo phương Z), khi
cho dòng điện đi theo phương X thì theo phương Y vuông góc với nó sẽ xuất hiện
một sức điện động E
Hall
(gọi là sức điện động Hall) có trị số phụ thuộc vào vật liệu,
chiều dày của tấm cảm biến. Theo tài liệu ta có :
δ
0
.
.E
BI
K
HallHall
=
Hằng số K
Hall
phụ thuộc vào loại vật liệu. Các loại vật liệu bán dẫn như
Bisimut thường được sử dụng làm cảm biến loại này vì chúng có hệ số K
Hall
lớn.
B
0
- Từ trường qua tấm bán dẫn.
I
0
- Dòng điện qua tấm bán dẫn.
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 21

X
i
Y
B
0
E
H
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
δ
- Mật độ các hạt điện tử trên tấm bán dẫn
Hình 1.17. Nguyên lý dòng điện trong cảm biến hall
*Cấu tạo:
Cảm biến kiểu Hall như hình 2.13 gồm có roto 4 có kết cấu chụp rỗng dạng
cánh chắn, bên trong lòng rôto có 1 nam châm vĩnh cửu 2. Cảm biến 1 được gắn
trên mâm 6 có 3 đầu dây dẫn đưa ra ngoài. Một đầu dây nối với dòng điện từ Acquy
qua khoá đánh lửa, một đầu lấy tín hiệu điện áp của hiệu ứng Hall để điều khiển các
Transistor, một đầu dây nối masse.
*Hoạt động của cảm biến Hall:
Khi khe hở của cánh chắn nằm giữa cảm biến Hall và nam châm thì từ trường
sẽ xuyên qua khe hở làm xuất hiện một hiệu điện thế U
H
, hiệu điện thế này sẽ điều
khiển Transistor mở để cho dòng điện từ cuộn dây sơ cấp đi qua. Khi khe hở đi qua
giữa cảm biến và nam châm làm từ trường B sẽ mất đi khi đó thì hiệu điện thế U
H
gần bằng 0, điện thế này làm cho Transistor đóng lại, việc đóng Transistor làm dòng
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 22
Hình 1.18. Sơ đồ cấu tạo của cảm biến Hall
1- Cảm biến; 2- Nam châm; 3- Trục bộp chia điện; 4 -ôtodạng cánh chắn; 5- Khe hở cánh
chắn, 6 - Mâm gắn cảmbiến .

4
3
5
T
2
1
6
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
sơ cấp mất đi đột ngột và xuất hiện hiệu điện thế U
2
trên cuộn dây thứ cấp tạo tia
lửa điện trên các bugi.
Bề rộng của tấm chắn dùng để xác định góc độ ngậm điện (Dwell Angel), số
cánh của tấm chắn bằng số xilanh động cơ. Hình 2.14 là sơ đồ mạch điện hệ thống
đánh lửa bán dẫn dùng cảm biến Hall

Khi bật công tắt máy, một nhánh dòng điện qua điện trở phụ R
f
→W
1
→ T
3
đồng thời
một nhánh sẽ qua diode D
1
, qua R
1
vào cảm biến Hall, nhờ D
1
và R

1
nên điện áp của
cảm biến Hall luôn ổn định. Tụ điện C
1
có tác dụng lọc nhiễu và đảm bảo cho bộ
điều khiển đánh lửa hoạt động chính xác. Diode D
2
, D
3
có tác dụng bảo vệ cảm biến
Hall khi điện áp cung cấp quá cao (khi bộ điều chỉnh điện của máy phát hỏng). Khi
đầu dây của tín hiệu cảm biến Hall có điện áp ở mức cao (khe hở của cánh chắn
nằm giữa nam châm và cảm biến) làm T
1
dẫn. Lúc này dòng sơ cấp qua cuộn dây sơ
cấp i
1
của biến áp đánh lửa W
1
qua T
3
và về masse tăng dần. Khi tínhiệu điện của
cảm biến Hall ở mức thấp (cánh chắn ở giữa nam châm và cảm biến) làm T
1
ngắt,
nên T
2
và T
3
ngắt theo. Dòng sơ cấp i

1
lúc này bị mất đột ngột tạo nên một sức điện
động cảm ứng trên cuộn thứ cấp W
2
, sức điện động nàysinh ra một điện thế cao áp
và qua bộ chia điện đến khe hở của bugi để sinh ra tia lử điện.
Tụ C
2
có tác dụng làm giảm sức điện động tự cảm trên cuộn dây sơ cấp W
1
đặt vào mạch khi T
2
và T
3
ngắt. Trong trường hợp sức điện động tự cảm quá lớn, ví
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 23
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
dụ như rút dây dẫn cao áp ra quá xa chẳng hạn thì R
5
, R
6
, D
4
thì T
2
, T
3
mở trở lại để
giảm xung điện áp quá lớn có thể gây hư hỏng cho Transito.
Diode Zenner D

5
có tác dụng bảo vệ T
3
khỏi bị quá áp vì điện áp tự cảm trên
cuộn sơ cấp của biến áp đánh lửa.
1.3.3. Theo năng lượng tích lũy trước khi đánh lửa: HTĐL bao gồm:
- HTĐL điện cảm: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên trong từ trường
của cuộn dây biến áp đánh lửa.
- HTĐL điện dung: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên trong điện trường
của tụ điện đánh lửa.
1.3.4. Hệ thống đánh lửa theo chương trình
a. Hệ thống đánh lửa gián tiếp (HTĐL có bộ chia điện )
- Hệ thống đánh lửa này là một trong số các kiểu hệ thống đánh lửa có góc đánh
lửa điều chỉnh theo một chương trình trong bộ nhớ của ECU. Sau khi nhận cá tín
hiệu từ cảm biến như cảm biến tốc độ động cơ NE, cảm biến vị trí trục khuỷu G,
cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến nhiệt độ nước làm mát…ECU sẽ tính toán và
phát ra tín hiệu đánh lửa tối ưu tới IC đánh lửa để điều khiển việc đánh lửa. Việc
phân phối điện cao thế đến các bugi theo thứ tự làm việc và các chế độ tương ứng
của các xi lanh động cơ thông qua bộ chia điện.
Hình 1.20. Sơ đồ hệ thống đánh lửa gián tiếp
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 24
Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực
b. Hệ thống đánh lửa trực tiếp(không có bộ chia điện).
* Hệ thống đánh lửa sử dụng bôbin đôi.
Hình 1.21. Sơ đồ hệ thống đánh lửa gián tiếp bôbin đôi
- Trong hệ thống đánh lửa này, bôbin đôi phải được gắn vào buji của 2 xi lanh song
hành.
- Trên hình vẽ 1.21 hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng bôbin đôi trên động cơ 4
xi lanh, có thứ tự làm việc 1-3-4-2 dùng 2 bôbin đôi.
+ Bôbin thứ 1 với buji 1-4.

+ Bôbin thứ 2 với buji 2-3.
- Giả sử đến thời điểm đánh lửa thích hợp cho máy số 1, piston của máy số 1 và
số 4 đều đến gần điểm chết trên nhưng do máy số 4 đang kỳ thải nên vùng môi chất
lúc này chứa nhiều ion, tạo thành môi trường dẫn điện nên bugi ở máy số 4 sẽ
không đánh lửa. Còn máy số 1 đang trong kỳ nén nên sẽ đánh lửa ở bugi sang số 1.
Việc đánh lửa ở bugi của máy số 2 và 3 cũng tương tự.
Sinh viên : Trần Hữu Cưỡng Trang 25
Hình Hình 1.20. Sơ đồ hệ thống đánh lửa gián tiếp